浅谈研究性学习中创新教育的实施

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  摘要:紧密结合中学化学教学实践,阐述了在研究性学习中实施创新教育的途径和方法为创设情景、诱发动机、动手动脑、磨练意志等。
  关键词:课改;探究;创新;教育
  文章编号:1005-6629(2008)05-0008-03中图分类号:G633.2 文献标识码:B
  
  创新是民族进步的灵魂,是国家兴旺发达的不竭动力。然而长期以来,学生的创新能力在应试教育中被扼杀,培养出的人才中不乏只掌握了较高应试技巧而缺乏实践创新能力的南郭先生。新一轮的课改以学生的发展为根本目标,学生不再是盛装知识的容器,组织教学要突出学生的主体地位,教师应发挥主导作用,以提高学生的素质为根本教学目的。因此,教师要变革传统的教学模式,摒弃填鸭式、灌输式的教学方式,取而代之的是要让学生在学习过程中,积极参与探究,主动获取知识,激发求新、求异的品质,培养他们的创新能力。研究性学习就是以注重培养学生获取知识的能力,让他们从中学会合作,激发他们的创新品质,以学生终身发展为目标的学习方式。
  化学教育作为科学教育的重要组成部分,可以成为改变应试教育的“灌输”模式,“引爆”释放学生创新潜能的载体与平台。化学教学中,组织、引导学生进行研究性学习,培养他们的创新精神,提升他们的创新能力是值得我们深入研究的课题。本文结合教学实践谈一些体会,以期抛砖引玉。
  
  1 创设情景,培养创新意识
  
  创新意识人皆有之,关键在于是否去激发、培养。应试教育指导下的学习不是一个发现、创新的主动学习过程,而仅是一个被考试要求圈定了范围,束缚了手脚的模仿、被动学习的过程,因此,扼杀了学生的创新意识。创新教育首先要有目的地去激发、培养学生的创新意识,提高学生学习的行为品质。
  我们可以利用科学上的发明创造事例激发学生的好奇心。好奇是创造行为的开始,是学生探索心理的推动力,也是学生行为的内在动力之一。爱因斯坦说过,他没有特别的天赋,只是有强烈的好奇心。在人类发展史上,正是个别人对事物或某种现象产生了好奇感、惊奇感,从而导致了重大的发明创造。瓦特出于对蒸汽冲动壶盖的好奇,激发他发明了蒸汽机;巴甫洛夫对司空见惯的狗流唾液的现象感到好奇,探索出了高级神经活动心理学。在组织教学中,我们可以激发学生的好奇心,让学生主动参与探究和创新。例如,在原电池的教学中,我首先向学生演示了军事上自热什锦炒饭过程。当学生看到把水倒进包装内,闷上几分钟,打开后里面的饭菜变得热气腾腾时,好奇探究的欲望就会油然而生。再如,我们通常认为水火不相容,在过氧化钠的性质教学中,“滴水生火”实验会让学生感到十分新奇,这种有了好奇心驱动的教学,学生的自主学习热情很高,探究的意识被激发。
  我们还可以通过设计教学情景培养学生的创新意识。根据中学教学的特点,学生在研究性学习中,研究问题难免有局限性,也难以做到十分精细。我们可以根据学生的认知水平、教学目标、现有的条件等因素设定具体的教学情景,激发学生参与研究性学习的热情,培养他们的创新意识。如在探究乙烯性质的研究性学习中,我设置了这样的教学情境,首先向学生展示了一瓶气体,实验证明它易燃烧,难溶于水,类似于烷;但它能使溴水褪色,又区别于烷烃。接着结合图片和文字材料,介绍了衡量一个国家石油工业的标准、食品包装袋、植物催熟药剂以及在没有成熟的柿子中放入一个成熟的柿子可缩短成熟期(当时正值采摘柿子季节)等知识。然后提出探讨上述不同内容之间相互联系的课题。学生在这种预设的与生产、生活紧密联系的情境中,顺利完成了乙烯知识的构建。
  我们还可以通过科学上的轶闻趣事激发学生的探究欲望。例如在苯的教学中,我首先让学生了解揭示苯分子的结构在化学发展上的意义。在当时那个时代,人们每年把德国化学家凯库勒发现苯分子的结构的那一天当作节日来庆祝。可见,为了探索苯分子结构,人们付出了艰辛的劳动,其重要性不言而喻。然后,向学生介绍了凯库勒在梦中感悟苯分子的结构的科学趣事,学生被深深地感染,对苯分子的结构的探讨始终怀有浓厚的兴趣,学生还创造性地提出了组成为C6H6的各种不同结构的猜想。
  
  2 诱发动机,培养创新思维
  
  创新思维是整个创新活动智能结构的关键,是创新力的核心。高考试题在发展中创新,十分注重对考生创新思维的考查,在化学教学中必须着力培养这种可贵的思维品质。
  创新思维有三种类型: 一是求同思维(辐合思维); 二是求异思维(发散思维); 三是直觉思维。这三种思维各具有优势和不足。创新思维的形成和发展过程,就是这三种思维形式综合协调和辩证统一的过程。因此,要培养学生的创新性思维能力,就必须把这三种思维形式有机地结合起来,并扬长避短、互为促进、互为补充,产生合力效应。
  例如在HCl气体溶解性的喷泉实验的探究性学习中,我首先按如图1进行了演示实验,引导学生共同完成探讨实验原理后,让学生解决如下问题:
  (1)可以用什么气体代替HCl,形成喷泉?
  (2)怎样让CO2气体也形成喷泉?
  (3)如果提供如图2的装置(烧瓶内盛装HCl),你可以利用哪些方法引发喷泉?
  
  学生分组展开讨论,从多角度多维度进行思考。问题(1)、(2)主要训练学生的求同思维,用思维定势来解决新问题。这种思维模式是运用已有知识的经验去学习新知识、解决新问题;其优势在于缩短人们的思维进程,有利于对新知识的接受。问题(3)主要是培养学生的发散思维,它是一种从多方推测、假设和构想中来"探试"答案的创新思维形式;其优势在于往往使解决问题的途径具有新颖性和独创性,思维更加灵活、敏捷。通过全班交流,归纳出多种实验方法,如对问题(3)有同学创新性地提出可以用热毛巾或手捂住烧杯,也可用湿毛巾包裹碎冰块捂住烧杯,或通过反复挤压橡皮管,让导管中气体上下移动等方式均可引发喷泉。
  直觉思维是一种非逻辑的创新思维,是对现象的底蕴或所提问题的解决方法未经严密推理和论证而作出的一种迅速而“径直”的猜度;其作用是快速缩小范围,呈现新的轮廓,逼近问题的突破口,思维具有顿悟性。在研究性学习中,我们可以结合直觉思维的结果,再寻求产生的原因。例如,对0.1mol·L-1的CH3COOH溶液进行稀释时,其中H 浓度的变化问题的探讨。直觉思维会很快作出判断,因溶液的酸性减弱,所以H 浓度变小。探讨其原因时,应明确稀释会同时引起电离度增大和物质浓度变小两个因素的变化, H 浓度的减小,则是后者起了决定作用的缘故。
  
  3 动手动脑,培养创新能力
  
  在创造发明活动中,创新意识、创新思维是基础,而创新能力是核心。创新教育重要的是培养学生自我实现的创新能力,研究性学习是提高学生创新能力的重要而有效的途径。
  2005年全国高考题第28题,试题以测定NaCl 、Na2CO3混合物中Na2CO3含量为载体,在要求考生完成题设的通过测定混合物与足量H2SO4溶液产生CO2的体积的一系列问题之后,另行设计一套方案,完成Na2CO3含量的测定。显然试题在注重对考生基础知识考查的同时,也开放性地考查了考生的创新能力。
  化学是以实验为基础的一门自然科学。实验是创新之本,化学家的发明成果大多都出自于实验。实验是验证、探索、发现新东西最重要最可靠的手段,是化学教学开展研究性学习的重要内容,是培养学生学以致用能力的良好素材。
  在教学中,教师可以精心设计探究性实验问题,通过引导学生进行研讨,提升他们的创新能力。例如在探究盐类水解热效应的教学中,我设计了以醋酸钠为载体的研究性学习的课题。教学过程中,首先通过分析认识盐类水解与中和反应互逆的特点,理论推导出CH3COONa水解是一个吸热过程,然后提出如何设计实验来验证结论。在探讨中,当有同学提出将CH3COONa固体溶于水,用手触摸试管感知温度变化的方法时,引起了一些同学的哄笑,这是我在备课中未曾想到的,但我立即意识到这里迸发出的是创新火花。于是我肯定了这种设想,并当即补充做了该溶解实验。通过触摸试管,学生感知的热效应并没有那么明显。然后我再顺势引导提出:如何围绕温度变化来设计实验?通过学生小组讨论、交流,大家提出了加热醋酸钠溶液,测定前后溶液碱性变化的一些方法,如pH试纸法、pH计法、酸碱指示剂法。最后,通过实验对比,用加热滴有酚酞的醋酸钠溶液,观察溶液颜色变化的方法,其操作最简单且结论可靠。这种教学过程改变了过去将结论交给学生的传统做法,用课题研讨的形式,既重视了双基,又让学生体验了研究性学习,培养了学生的创新能力。
  创新实践能力是形成创新能力的重要部分,是将创意付之实现的精心设计和勇于实践的能力的总和。开放性的以研究性学习小组共同完成一个课题的形式开展的学习活动, 可以与课堂教学相得益彰, 是创新实践能力培养和提升的极好的教学形式。
  例如,学生在学习了教材中燃料的相关知识后,课题小组成员开展了“关于常见燃料种类和性能实践研究”研究性学习。通过查找资料,学生对市场上的燃料进行调查了解,也锻炼了社会实践能力。但学生在研究几种不同燃料的热值相对大小实验设计中犯了难。虽然常见燃料易得,但燃烧中释放的热量却难以定量测定。小组成员经过探讨、实验和总结后,提出将同样大小水壶里的水烧至沸腾状态时,测量不同燃料的消耗量,并将所得数据进行比较的实验方案,此方案是将产生的热量相对固定下来,测量不同能源消耗的量。运用逆向思维使大家创新地解决了这个难题,提升了学以致用的能力。
  在实验教学中,能够鼓励学生设计和探索的实验很多,只要我们拥有正确的教育观,时刻注意培养学生的创新能力,就能够挖掘出更好的可供培养创新能力的题材,使学生的创新能力不断提高。
  
  4 磨练意志,培养创新人格
  
  创新人格其内涵应包括创新探索的志向和责任心,追求科学的顽强毅力和坚定意志,严肃认真的科学态度和敢于冒险、挑战的献身精神。近年来,我国的“汉芯”事件、韩国的“克隆”风波等科学造假事件,欺骗了人们的感情,给创新涂上了灰色调,同时也提醒我们培养学生严肃求实的科学态度及在创新中淡薄名利的创新品质,是我们教育工作者不可推卸的责任。
  化学发展的历史是一部学科创新的历史,也是充满困难挫折的历史。用科学家的创新经历来激发学生创新情感,培养他们的创新意志力,不畏艰难的精神的事例可以说俯拾皆是。在教学中,一方面我用居里夫人的“在科学上我们应该注意事,不应该注意人”的名言及她淡薄金钱、献身科学的诸多事迹;用我国杂交水稻之父袁隆平的不畏艰辛,几十年来不求名利,潜心研究水稻杂交,其成果让世界人民大受裨益的生动事例;用我国化工专家侯德榜先生发明联合制碱法的创新历程等生动素材,让学生既学到科学家严谨的科学态度,激发他们民族自豪感和自信心,又学习科学家不唯书、不唯古、不唯权威大胆探索的创新的精神。
  另一方面,精心设计教学过程,让学生在参与研究的过程中,培养他们尊重实验现象,不教条,勇于探索的创新品质。如在探究检验KI的实验教学中,用淀粉和Cl2水为试剂。在分组实验中,有的小组看到了蓝色,而有的小组并没有看到蓝色。鼓励学生探讨产生不同现象的本质原因,探讨结果不同的原因。通过相互协作,查找资料, 分析总结, 同学们既学到了氯水对KI的氧化产物不仅仅只是I2,当氯水过量时还可以生成KIO3的新知识,更使他们感受到了在实验中尊重现象,积极探讨内在本质的原因是科学发现的必然过程。
  总之,创新教育是教育发展的一种必然要求。在研究性学习中,创造充满创新活力的教学,为学生的终身发展奠定基础,为社会培养创新型人才是教师的职责。同时,创新教育的实施也让教师的劳动闪现创造的光辉,这更加激励我们在教学过程中要不断探索和努力实践。
  
  参考文献:
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